曲線運動教學(xué)建議PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1曲線運動教學(xué)建議曲線運動教學(xué)建議n第1頁/共80頁第2頁/共80頁第3頁/共80頁第4頁/共80頁第5頁/共80頁第6頁/共80頁第7頁/共80頁第8頁/共80頁 1.提出問題提出問題: 質(zhì)點做曲線運動質(zhì)點做曲線運動,下列說法正確的有下列說法正確的有 A.曲線運動的速度大小一定變化曲線運動的速度大小一定變化 B.曲線運動的速度方向一定變化曲線運動的速度方向一定變化 C.曲線運動一定是變速運動曲線運動一定是變速運動 D.質(zhì)點受到的合外力一定不為零質(zhì)點受到的合外力一定不為零曲線運動一定是變速運動曲線運動一定是變速運動a0, F0第9頁/共80頁FF=0a=0 靜止或勻靜止或勻速速F,v同向

2、同向加速直線運動加速直線運動F,v反向反向減速直線運動減速直線運動F,v不共線不共線曲線運動曲線運動a=F/mF,v夾角為銳角夾角為銳角加速運動加速運動F,v夾角為鈍角夾角為鈍角減速運動減速運動第10頁/共80頁第11頁/共80頁質(zhì)點在某一點的速度質(zhì)點在某一點的速度,沿沿曲線在這一點的切線方向曲線在這一點的切線方向.切線割線Avvt, 0tlv第12頁/共80頁坐標(biāo)系坐標(biāo)系位置位置(位移位移)軌跡軌跡速度速度運動的合成運動的合成(位移、速度、加速度位移、速度、加速度):平行四邊形定則平行四邊形定則.位置(坐標(biāo)與時間的關(guān)系 ) x = vxt y = vyt軌跡消去t y =x速度v = tan

3、= 22yxvv xyvvxyvv第13頁/共80頁1.要求學(xué)生課堂上完成問題與練習(xí)要求學(xué)生課堂上完成問題與練習(xí). 題題1.了解生活中常見的曲線運動了解生活中常見的曲線運動,及某點速度的方向及某點速度的方向.題題2. 體會速度矢量的角度變化體會速度矢量的角度變化,為加速度的學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備為加速度的學(xué)習(xí)做準(zhǔn)備.題題3.較難較難.已知受力情況判定物體的運動情況已知受力情況判定物體的運動情況.第14頁/共80頁2.質(zhì)點在一平面內(nèi)沿曲線由質(zhì)點在一平面內(nèi)沿曲線由P運動到運動到Q, 如果如果v、a、F分別表示質(zhì)點運動過程中的速度、加速度和受到分別表示質(zhì)點運動過程中的速度、加速度和受到的合外力的合外力,下列圖象

4、可能正確的是下列圖象可能正確的是 1.曲線運動的條件曲線運動的條件.2.力力F、加速度、加速度a、速度、速度v之間的關(guān)系之間的關(guān)系.【D】第15頁/共80頁第16頁/共80頁第17頁/共80頁第18頁/共80頁引導(dǎo)學(xué)生用解平面內(nèi)運動的思想方法解平拋運動引導(dǎo)學(xué)生用解平面內(nèi)運動的思想方法解平拋運動.(1)建立坐標(biāo)系建立坐標(biāo)系.(2)對小球進(jìn)行受力分析對小球進(jìn)行受力分析.(3)分析小球在不同方向的加速度和速度變化情況分析小球在不同方向的加速度和速度變化情況.(4)得到不同方向的運動規(guī)律得到不同方向的運動規(guī)律.(5)運動的合成與分解求不同時刻的位移和速度運動的合成與分解求不同時刻的位移和速度.第19頁

5、/共80頁v0 xyovxvyvxyr引導(dǎo)學(xué)生求解引導(dǎo)學(xué)生求解:水平方向水平方向: Fx=0, ax=0豎直方向豎直方向:Fy =mg,ay =g,vy0 =0位置位置: x = v0t; y = gt2 位移位移: r= tan =軌跡軌跡:消去消去t214)()(2220gttvtvg022202xvgy 第20頁/共80頁位移:r= tan =速度: vx =v0; vy =gt v= tan =v0 xyovxvyvxyr4)()(2220gttvtvg02220)(gtvtvg0注意位移與速度注意位移與速度tan = 2tan 第21頁/共80頁例題例題(課本例題課本例題2):將一個

6、物體以將一個物體以10 m/s的速度從高為的速度從高為10 m的的高度水平拋出高度水平拋出,不計空氣的阻力不計空氣的阻力,取取g=10 m/s2.1.求物體在空中飛行的時間求物體在空中飛行的時間t;2.求物體飛行的水平距離求物體飛行的水平距離x;3.求落地時的速度方向與水平地面的夾角求落地時的速度方向與水平地面的夾角 ;4.如果增大平拋的初速度如果增大平拋的初速度v0, t、x、 分別怎樣變化分別怎樣變化?5.如果增大平拋的高度如果增大平拋的高度h, t、x、 分別怎樣變化分別怎樣變化?飛行時間是由豎直分飛行時間是由豎直分運動決定的運動決定的, 由高度決由高度決定定.第22頁/共80頁例題例題

7、: 在傾角在傾角 =30 的斜面的斜面, 將小球從將小球從A點以速度點以速度v0水平拋出水平拋出,恰好落在恰好落在B點點,不計空氣的阻力不計空氣的阻力,重力加速度為重力加速度為g,求求:(1)小球的飛行時間小球的飛行時間t以及以及AB間的距離間的距離l;(2)從拋出開始經(jīng)過多長時間從拋出開始經(jīng)過多長時間t小球與斜面之間的距離最大小球與斜面之間的距離最大?(3)物體在物體在B點的速度與水平方向的夾角點的速度與水平方向的夾角 .*(4)設(shè)設(shè)小球落到斜面時速度方向與斜面的夾角為小球落到斜面時速度方向與斜面的夾角為 .增大平拋增大平拋的初速度的初速度, 怎樣變化怎樣變化?1.x=lcos , y=ls

8、in 2.速度的分解速度的分解3. tan =2tan 4. = - ,不變不變v0ABvvxvy第23頁/共80頁例題例題:飛機(jī)以飛機(jī)以150m/s水平速度勻速飛行水平速度勻速飛行, 某時刻讓某時刻讓A球落下球落下,相隔相隔1s又讓又讓B球落下球落下,不計阻力不計阻力,在以后的運在以后的運動中動中, 兩球位置關(guān)系為兩球位置關(guān)系為A.A球在球在B球前下方球前下方B. A球在球在B球后下方球后下方C. A球在球在B球正下方球正下方4.9m處處D. A球在球在B球正下方球正下方,距離逐漸增大距離逐漸增大區(qū)別平拋物體的軌跡與區(qū)別平拋物體的軌跡與空中物體排列的圖樣空中物體排列的圖樣.v0hAhB h第

9、24頁/共80頁做平拋運動的物體做平拋運動的物體,每秒鐘速度的變化量總是每秒鐘速度的變化量總是A.大小相等大小相等,方向相同方向相同B.大小不等大小不等,方向不同方向不同C.大小相等大小相等,方向不同方向不同D.大小不等大小不等,方向相同方向相同a=g 恒定不變恒定不變 v=gt加速度不變的運動是勻變速運動加速度不變的運動是勻變速運動第25頁/共80頁第26頁/共80頁第27頁/共80頁平拋豎落儀平拋豎落儀:判定豎直分運動是自由落體運動判定豎直分運動是自由落體運動.改變高度和初速度改變高度和初速度(1)同時落地只能說明同時落地只能說明可能是自由落體運動可能是自由落體運動.(2)只有在任意高度上

10、只有在任意高度上同時落地才能說明結(jié)同時落地才能說明結(jié)論論.第28頁/共80頁1.平拋實驗儀平拋實驗儀.2.二維空間二維空間-時間描跡儀時間描跡儀 .3.數(shù)碼相機(jī)或攝像機(jī)數(shù)碼相機(jī)或攝像機(jī).(拍照打印后描點拍照打印后描點)提醒學(xué)生注意提醒學(xué)生注意:調(diào)整實驗裝置時要注意什么調(diào)整實驗裝置時要注意什么?為什么要從同一高度釋放為什么要從同一高度釋放?怎樣確定怎樣確定O點的位置點的位置?重垂線的作用是什么重垂線的作用是什么?時間間隔時間間隔T已知已知第29頁/共80頁測各點的測各點的x、y坐標(biāo)坐標(biāo)計算計算 y=ax2驗證平拋運動規(guī)律驗證平拋運動規(guī)律,不能省略不能省略.axyxyxy233222211第30頁

11、/共80頁ygxvgtytvx221020多次測量求平均值多次測量求平均值.*做做y-x2圖象圖象, k=g/2v02第31頁/共80頁1.平拋豎落儀平拋豎落儀:探究豎直方向運動規(guī)律探究豎直方向運動規(guī)律.2. 平拋實驗儀平拋實驗儀:描繪運動軌跡描繪運動軌跡.3. 根據(jù)軌跡探究水平方向運動規(guī)律根據(jù)軌跡探究水平方向運動規(guī)律. y1:y2:y3=1:4:9 x1:x2:x3=1:2:3(二維空間二維空間-時間描跡儀或閃光照片時間描跡儀或閃光照片)第32頁/共80頁問題與練習(xí)問題與練習(xí)1、2調(diào)節(jié)木板的高度調(diào)節(jié)木板的高度,使使y1:y2=1:4測測x1、x2，驗證，驗證x1:x2=1:2調(diào)節(jié)墻到重垂線的

12、距離調(diào)節(jié)墻到重垂線的距離,使使x1:x2=1:2測測y1、y2，驗證，驗證y1:y2=1:4第33頁/共80頁說一說說一說:某同學(xué)使小球沿課桌面水平飛出某同學(xué)使小球沿課桌面水平飛出,用數(shù)碼相用數(shù)碼相機(jī)來拍攝小球做平拋運動的錄像機(jī)來拍攝小球做平拋運動的錄像(每秒每秒15幀幀),并將小并將小球運動的照片打印出來球運動的照片打印出來.請問請問:他大約可以得到幾幀他大約可以得到幾幀小球在空中的運動照片小球在空中的運動照片?6158 . 0212tngth強(qiáng)化平拋運動的飛行時間是強(qiáng)化平拋運動的飛行時間是由高度決定的由高度決定的,與初速度無關(guān)與初速度無關(guān).第34頁/共80頁1.圖為小球做平拋運動的閃光照片

13、圖為小球做平拋運動的閃光照片,閃光時間間隔為閃光時間間隔為T=0.1 s. 小球在平拋運動過程中的幾個位置如圖中小球在平拋運動過程中的幾個位置如圖中的的a、b、c、d所示所示,g=10m/s2,求求:(1)小球平拋的初速度小球平拋的初速度.(2)小球過小球過c點時的速度大小點時的速度大小. y1: y2: y3=1:3:5y=l=gT2/2v0=1.5m/svc=2.5m/sv0 xyxyvvxvy第35頁/共80頁2.在研究平拋物體運動的實驗中在研究平拋物體運動的實驗中,用閃光照相法拍攝用閃光照相法拍攝的閃光照片的一部分如圖所示的閃光照片的一部分如圖所示,閃光時間間隔為閃光時間間隔為T=0.

14、1 s. 小球在平拋運動途中的幾個位置如圖中的小球在平拋運動途中的幾個位置如圖中的a、b、c、d, 取取g=10m/s2,求求(1)小球平拋的初速度小球平拋的初速度v0.(2)小球在小球在b點的速度點的速度.y1: y2: y3=1:2:3 y=l=gT2v0=2.0m/svb=2.5m/svbvxvy第36頁/共80頁第37頁/共80頁第38頁/共80頁1.舉例說明什么是圓周運動舉例說明什么是圓周運動.2.提出問題提出問題:怎樣比較圓周運動的快慢怎樣比較圓周運動的快慢?ABC1. 比較物體在單位時間內(nèi)通過的弧長比較物體在單位時間內(nèi)通過的弧長;2. 比較物體在單位時間內(nèi)半徑轉(zhuǎn)過的角度比較物體在

15、單位時間內(nèi)半徑轉(zhuǎn)過的角度;3. 比較物體運動一周所用的時間比較物體運動一周所用的時間;4. 比較物體在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)比較物體在單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù).第39頁/共80頁1.線速度線速度:2.角速度角速度:3.周期周期:4.轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速:5.線速度與角速度的關(guān)系線速度與角速度的關(guān)系:tlvtT:轉(zhuǎn)過一周所用的時間轉(zhuǎn)過一周所用的時間(s).n:單位時間所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)單位時間所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)(r/s或或r/min).(rad/s或或s-1)(m/s)rvrnTrtlv22nTt22AB l r tO第40頁/共80頁幾點說明幾點說明:1.平均線速度平均線速度v= l/ t t0,瞬時線速度瞬時線速度v=

16、l/ t2. t0, l r, 線速度就是前面學(xué)過的速度線速度就是前面學(xué)過的速度.(相對轉(zhuǎn)軸相對轉(zhuǎn)軸)3.線速度的大小處處相等的圓周運動叫勻速圓線速度的大小處處相等的圓周運動叫勻速圓周運動周運動.4. 質(zhì)點的運動快慢用線速度來描述質(zhì)點的運動快慢用線速度來描述;角速度是角速度是描述描述半徑繞圓心轉(zhuǎn)動的快慢半徑繞圓心轉(zhuǎn)動的快慢.AB l r tO第41頁/共80頁換一種教學(xué)方法換一種教學(xué)方法?1.給出勻速圓周運動概念給出勻速圓周運動概念.相等的時間內(nèi)質(zhì)點通過的弧長相等的時間內(nèi)質(zhì)點通過的弧長(半徑轉(zhuǎn)過的角度半徑轉(zhuǎn)過的角度)相等相等.2.比值定義給出線速度和角速度的定義比值定義給出線速度和角速度的定義

17、:3.說明線速度和角速度的物理意義說明線速度和角速度的物理意義.4.推導(dǎo)線速度和角速度的關(guān)系推導(dǎo)線速度和角速度的關(guān)系.tlvtrvABlrtOCDlltt第42頁/共80頁課堂練習(xí)課堂練習(xí)1(問題與練習(xí)問題與練習(xí)3):A、B兩點分別位于大小輪的邊緣上兩點分別位于大小輪的邊緣上,C點位于大輪的中點點位于大輪的中點,大大輪的半徑是小輪的輪的半徑是小輪的2倍倍,它們之間靠摩擦傳動它們之間靠摩擦傳動,接觸面不打滑接觸面不打滑.請在請在A、B、C三點中選擇有關(guān)的兩個點三點中選擇有關(guān)的兩個點,具體說明公式具體說明公式v= r的以下三種變量關(guān)系的以下三種變量關(guān)系:(1) v相等相等, 跟跟r成反比成反比;(

18、2) 相等相等,v跟跟r成正比成正比;(3) r相等相等,v跟跟 成正比成正比;BACBACrA=2rB=2rC. 1. vA:vB:vC= 2. A: B: C=2:2:11:2:1vA= vB; A= C第43頁/共80頁課堂練習(xí)課堂練習(xí)2(問題與練習(xí)問題與練習(xí)4):圖為自行車傳動機(jī)構(gòu)的示意圖圖為自行車傳動機(jī)構(gòu)的示意圖.假設(shè)腳踏板每假設(shè)腳踏板每2 s轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)1 圈圈,要知道在這種情況下自行車前進(jìn)的速度有多大要知道在這種情況下自行車前進(jìn)的速度有多大,還需要測量哪些量還需要測量哪些量?請在圖中標(biāo)出來請在圖中標(biāo)出來,并用這些量推并用這些量推導(dǎo)出自行車前進(jìn)速度的表達(dá)式導(dǎo)出自行車前進(jìn)速度的表達(dá)式.ABC

19、r1r2r3r1=20cm,r2=10cm, r3=35cm, T1=2 s.1.車前進(jìn)的速度等于后輪的線速度車前進(jìn)的速度等于后輪的線速度vC .2.vA=vB Ar1= br2=2 r1/T1 B= CvB/r2= vC/r33.321C2rTrrvv第44頁/共80頁補(bǔ)充練習(xí)補(bǔ)充練習(xí)3:設(shè)雨傘表面為水平面設(shè)雨傘表面為水平面,且水平放置且水平放置,雨傘邊緣半徑為雨傘邊緣半徑為r,且高出水平地面且高出水平地面h.當(dāng)雨傘以角速度當(dāng)雨傘以角速度 勻速轉(zhuǎn)動時勻速轉(zhuǎn)動時,雨雨滴從邊緣飛出后在地面形成一個半徑為滴從邊緣飛出后在地面形成一個半徑為R的大圓的大圓.已已知重力加速度為知重力加速度為g,求大圓半

20、徑求大圓半徑R. roABvR1.曲線運動的速度方向曲線運動的速度方向.2.空間幾何關(guān)系空間幾何關(guān)系.rghR221第45頁/共80頁第46頁/共80頁第47頁/共80頁新教材從運動學(xué)的角度給出向心加速度新教材從運動學(xué)的角度給出向心加速度,突出突出“物體物體速度變化的快慢速度變化的快慢”這一加速度的本質(zhì)含義這一加速度的本質(zhì)含義.然后，在然后，在向心加速度概念的基礎(chǔ)上用牛頓第二定律推導(dǎo)向心向心加速度概念的基礎(chǔ)上用牛頓第二定律推導(dǎo)向心力公式，并通過圓錐擺實驗來驗證向心力公式力公式，并通過圓錐擺實驗來驗證向心力公式.第48頁/共80頁思考與討論思考與討論:關(guān)于勻速圓周運動關(guān)于勻速圓周運動,下列說法正

21、確的有下列說法正確的有:A.勻速圓周運動是勻速運動勻速圓周運動是勻速運動B.勻速圓周運動是勻速率運動勻速圓周運動是勻速率運動C.勻速圓周運動是變加速運動勻速圓周運動是變加速運動D.勻速圓周運動一定受到力的作用勻速圓周運動一定受到力的作用(1)地球繞太陽運動地球繞太陽運動,地球所受的力地球所受的力指向什么方向指向什么方向?(2)小球繞圖釘做勻速圓周運動小球繞圖釘做勻速圓周運動,小小球所受的合力指向什么方向球所受的合力指向什么方向?(3)花樣滑冰男運動員手拉女運動員花樣滑冰男運動員手拉女運動員在冰面上做圓周運動在冰面上做圓周運動,如果放手會有如果放手會有怎樣的結(jié)果怎樣的結(jié)果?相信學(xué)生的直接經(jīng)驗相信

22、學(xué)生的直接經(jīng)驗.從力推知加速度一定指從力推知加速度一定指向圓心向圓心,降低難度降低難度.第49頁/共80頁加速度的定義加速度的定義:a= v/ t 抓住速度的變化量抓住速度的變化量 v=v2-v1rvvtrrtvavrrvrrvvrltn20時，當(dāng) r l rvrTrrvan222)2(第50頁/共80頁 v=v2-v1的方向是的方向是v1矢量末端到矢量末端到v2矢量末端的有向線矢量末端的有向線段段.v1v2 vv2v1 v vv2-v1 v=v2+(-v1)v2 =v1 + v vv2v1 vv2v1v2 =v1 + v vv2v1 v=v2-v1第51頁/共80頁1. (思考與討論思考與討

23、論)(1)從公式從公式an=v2/r看看, an與與r成反比成反比;(2)從公式從公式an= 2r看看, an與與r成正比成正比.圖中圖中A、B、C三點中，其中哪兩點適用于結(jié)論三點中，其中哪兩點適用于結(jié)論(1)?其中哪兩其中哪兩點適用于結(jié)論點適用于結(jié)論(2)?2.設(shè)設(shè)r1:r2: r3=2:1:4. (問題與練習(xí)問題與練習(xí)3)(1) vA:vB:vC=1:1:4(2) A: B: C= 1:2:2(3) nA:nB:nC= 1:2:2(4) aA:aB:aC= 1:2:83.設(shè)后輪邊緣的設(shè)后輪邊緣的C點的向心加速為點的向心加速為0.1 m/s2,求求A、B兩點向心加速度的兩點向心加速度的大小大

24、小? (問題與練習(xí)問題與練習(xí)4)ABCr1r2r3要點要點: vA= vB; B= C =2 n; v= r; an=v 第52頁/共80頁1.向心加速度是描述做勻速圓周運動質(zhì)點速度方向的變化率向心加速度是描述做勻速圓周運動質(zhì)點速度方向的變化率嗎？嗎？ 向心加速度不是描述質(zhì)點速度方向的變化率向心加速度不是描述質(zhì)點速度方向的變化率,向心加速度描向心加速度描述的是質(zhì)點因速度方向變化而引起的速度的變化率述的是質(zhì)點因速度方向變化而引起的速度的變化率.2.角速度是否能叫做質(zhì)點做圓周運動的速度方向的變化率？角速度是否能叫做質(zhì)點做圓周運動的速度方向的變化率？ 在數(shù)值上，角速度在數(shù)值上，角速度確實與質(zhì)點做圓周

25、運動時的速度方向變確實與質(zhì)點做圓周運動時的速度方向變化率相等，但一個是描述轉(zhuǎn)動的物理量，一個是描述平動化率相等，但一個是描述轉(zhuǎn)動的物理量，一個是描述平動的物理量，而在物理學(xué)中，一般不用轉(zhuǎn)動的量去定義平動的物理量，而在物理學(xué)中，一般不用轉(zhuǎn)動的量去定義平動的量的量, 從來未在文獻(xiàn)或著作中出現(xiàn)過這種叫法從來未在文獻(xiàn)或著作中出現(xiàn)過這種叫法. 第53頁/共80頁第54頁/共80頁問題問題1：物體為什么會做圓周運動？為什么會做：物體為什么會做圓周運動？為什么會做勻速圓周運動？勻速圓周運動？問題問題2：你怎樣理解向心力：你怎樣理解向心力Fn=m （或（或Fn=m2r）中的中的Fn？它跟？它跟m （或（或m2

26、r）是什么關(guān)系？）是什么關(guān)系？問題問題3：物體在什么情況下做變速圓周運動？：物體在什么情況下做變速圓周運動？ 問題問題4：為什么物體作一般的曲線運動時，研究：為什么物體作一般的曲線運動時，研究某一點的運動時可以按圓周運動來處理？某一點的運動時可以按圓周運動來處理？ rv2rv2第55頁/共80頁教學(xué)要點教學(xué)要點:1. 知道向心力是根據(jù)力的效果命名的知道向心力是根據(jù)力的效果命名的.2. 從牛頓第二定律和向心加速度的公式推導(dǎo)從牛頓第二定律和向心加速度的公式推導(dǎo)向心力的表達(dá)式向心力的表達(dá)式.3. 用圓錐擺實驗驗證向心力的表達(dá)式用圓錐擺實驗驗證向心力的表達(dá)式.4. 會分析向心力的來源會分析向心力的來源

27、,計算簡單情景中的向計算簡單情景中的向心力心力.第56頁/共80頁1.思考與討論思考與討論,得出向心力概念得出向心力概念地球繞太陽做圓周運動地球繞太陽做圓周運動;小球以圖釘小球以圖釘為圓心做圓周運動為圓心做圓周運動;花樣滑冰女運動花樣滑冰女運動員繞男運動員做圓周運動員繞男運動員做圓周運動.他們的向他們的向心加速度分別是怎樣產(chǎn)生的心加速度分別是怎樣產(chǎn)生的?他們的他們的受力各有什么特點受力各有什么特點?2.由牛頓第二定律推導(dǎo)向心力公式由牛頓第二定律推導(dǎo)向心力公式:mvrTmrmrvmmaF222nn)2(第57頁/共80頁3.學(xué)生實驗學(xué)生實驗:用圓錐擺粗略驗證向心力的表達(dá)式用圓錐擺粗略驗證向心力的

28、表達(dá)式(1)由向心力的公式由向心力的公式 Fn=mv2/r 計算計算向心力向心力,需要測量哪些物理量需要測量哪些物理量?怎樣怎樣測量測量?(鋼球質(zhì)量鋼球質(zhì)量m，半徑，半徑r，周期，周期T)(2)測量小球受到的合力測量小球受到的合力(F=mgtan ),需要測量哪些物理量需要測量哪些物理量?怎樣測量怎樣測量? (鋼球質(zhì)量鋼球質(zhì)量m，半徑，半徑r，高度高度h)F=Fn,向心力是物體受到的合力向心力是物體受到的合力.第58頁/共80頁*4.演示實驗演示實驗:向心力大小向心力大小Fn與與v、 、r的關(guān)系的關(guān)系 傳感器實驗傳感器實驗:向心力的大小向心力的大小Fn跟跟v、 的關(guān)系的關(guān)系*5:做一做做一做:

29、體驗向心力的大小體驗向心力的大小Fn跟跟v、 、r的關(guān)系的關(guān)系第59頁/共80頁觀察思考觀察思考(視頻或圖片視頻或圖片)觀察鏈球運動員投擲鏈球時觀察鏈球運動員投擲鏈球時鐵鏈并不完全與鏈球的運動鐵鏈并不完全與鏈球的運動方向垂直方向垂直.為什么為什么?FFnFtO1.切向分力切向分力Ft改變速度的大小改變速度的大小.2.法向分力法向分力Fn改變速度的方向改變速度的方向.第60頁/共80頁1. (問題與練習(xí)問題與練習(xí)3) 質(zhì)量為質(zhì)量為m的物體的物體,放在水平轉(zhuǎn)盤上放在水平轉(zhuǎn)盤上, 隨轉(zhuǎn)盤一起以角速度隨轉(zhuǎn)盤一起以角速度 勻速轉(zhuǎn)動勻速轉(zhuǎn)動,物體到圓盤中心距物體到圓盤中心距離為離為r.(1)物體受到的力是

30、物體受到的力是A.重力重力,支持力支持力B.重力重力,支持力支持力,向心力向心力C.重力重力,支持力支持力,摩擦力摩擦力D.重力重力,支持力支持力,向心力向心力,摩擦力摩擦力(2)求物體受到的摩擦力大小和求物體受到的摩擦力大小和方向方向?(3)設(shè)物體與轉(zhuǎn)盤間的摩擦因數(shù)為設(shè)物體與轉(zhuǎn)盤間的摩擦因數(shù)為 ,使物體不滑動使物體不滑動, 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度不能超過多少轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度不能超過多少?向心力是根據(jù)力的效果命名的向心力是根據(jù)力的效果命名的.靜摩擦力的方向與相對運動趨勢的方向相反靜摩擦力的方向與相對運動趨勢的方向相反.第61頁/共80頁2. (問題與練習(xí)問題與練習(xí)2)在一個光滑的玻璃漏斗中在一個光滑

31、的玻璃漏斗中,有兩個有兩個質(zhì)量相等的小球質(zhì)量相等的小球A、B，它們沿光滑，它們沿光滑漏斗壁漏斗壁在不同在不同的水平面內(nèi)作勻速圓周運動的水平面內(nèi)作勻速圓周運動.(1)小球的向心力是由什么力提供的小球的向心力是由什么力提供的?(2)比較比較A、B兩球兩球A. A球線速度較大球線速度較大 B. A球角速度較大球角速度較大C. A球加速度較大球加速度較大D. A球?qū)Ρ诘膲毫^大球?qū)Ρ诘膲毫^大.F=mgcot =maGFnF 第62頁/共80頁3. (問題與練習(xí)問題與練習(xí)4)如圖所示如圖所示,一球質(zhì)量為一球質(zhì)量為m,用長為用長為L的細(xì)線懸掛于的細(xì)線懸掛于O點點,在在O點正下方點正下方L/2處有一根長釘

32、處有一根長釘P,把懸線沿水平方向拉直后無初速度釋放把懸線沿水平方向拉直后無初速度釋放.(1)當(dāng)懸線碰到釘子的瞬間當(dāng)懸線碰到釘子的瞬間A. 小球的線速度突然減小小球的線速度突然減小B. 小球的角速度突然增大小球的角速度突然增大C. 小球的向心加速度突然增大小球的向心加速度突然增大D. 懸線的拉力保持不變懸線的拉力保持不變(2)如果釘子越靠近小球如果釘子越靠近小球,繩越容易斷繩越容易斷,為什么為什么?線速度線速度v不變不變.第63頁/共80頁4. (問題與練習(xí)問題與練習(xí)5)一輛汽車在水平公路上轉(zhuǎn)彎一輛汽車在水平公路上轉(zhuǎn)彎, 沿曲沿曲線由線由M向向N行駛，速度逐漸減小如圖所示，分別行駛，速度逐漸減小

33、如圖所示，分別畫出了汽車轉(zhuǎn)彎時所受合力的四種方向，你認(rèn)為畫出了汽車轉(zhuǎn)彎時所受合力的四種方向，你認(rèn)為正確的是正確的是 B切向分力與法向分力切向分力與法向分力第64頁/共80頁第65頁/共80頁教學(xué)要點教學(xué)要點:1.會分析向心力的來源會分析向心力的來源.2.會用牛頓第二定律分析圓周運動問題會用牛頓第二定律分析圓周運動問題.3.知道離心運動及產(chǎn)生的條件知道離心運動及產(chǎn)生的條件.4.知道航天器中的失重現(xiàn)象知道航天器中的失重現(xiàn)象.本質(zhì)上是牛頓運動定律的應(yīng)用本質(zhì)上是牛頓運動定律的應(yīng)用.第66頁/共80頁第67頁/共80頁實例實例1.鐵路的彎道鐵路的彎道(1)閱讀教材閱讀教材,回答下列問題回答下列問題:彎道

34、處軌道有什么特點彎道處軌道有什么特點?為什么為什么?火車轉(zhuǎn)彎時的向心力是什么力提供的火車轉(zhuǎn)彎時的向心力是什么力提供的?(2)若轉(zhuǎn)彎時的半徑為若轉(zhuǎn)彎時的半徑為r,軌道的傾角為軌道的傾角為 ,火車的最佳行駛速度火車的最佳行駛速度是多大是多大?(3)如果火車速度過大或過小會帶來什么后果如果火車速度過大或過小會帶來什么后果?第68頁/共80頁問題與練習(xí)問題與練習(xí)2 (改改):汽車的質(zhì)量為汽車的質(zhì)量為m=2.0103 kg的汽車在水平的汽車在水平公路上行駛公路上行駛,輪胎與路面間的最大靜摩擦力是車重的輪胎與路面間的最大靜摩擦力是車重的0.7倍倍. 汽車經(jīng)過半徑為汽車經(jīng)過半徑為r=50 m的彎路時做勻速圓

35、周運動的彎路時做勻速圓周運動. (1)求車速最大不能超過多少求車速最大不能超過多少?(2)如果車速達(dá)到如果車速達(dá)到72 km/h,這輛車會不會側(cè)滑這輛車會不會側(cè)滑?(3)若彎道處傾斜一定的角度若彎道處傾斜一定的角度 , 則汽車完全不靠摩擦力轉(zhuǎn)彎則汽車完全不靠摩擦力轉(zhuǎn)彎的速率為多大的速率為多大?第69頁/共80頁實例實例2.拱形橋拱形橋(問題與練習(xí)問題與練習(xí)3,思考與討論思考與討論,航天器中的失重現(xiàn)航天器中的失重現(xiàn)象象)公路上常有拱形橋公路上常有拱形橋, 汽車過橋時可看成圓周運動汽車過橋時可看成圓周運動.質(zhì)量為質(zhì)量為m=800 kg的小汽車通過拱橋的小汽車通過拱橋,到達(dá)橋頂?shù)乃俣葹榈竭_(dá)橋頂?shù)乃俣?/p>

36、為v,設(shè)橋面的設(shè)橋面的圓弧半徑為圓弧半徑為r=50 m,地球表面的重力加速度地球表面的重力加速度g=10 m/s2.(1)如果如果v=5 m/s,求汽車對橋的壓力求汽車對橋的壓力.(2)如果如果v不斷增大不斷增大,會發(fā)生什么現(xiàn)象會發(fā)生什么現(xiàn)象?(3) v 為多大時為多大時,汽車恰好對橋沒有壓力而騰空汽車恰好對橋沒有壓力而騰空?(4)對于同樣的車速對于同樣的車速,為了安全為了安全,拱橋的半徑是大拱橋的半徑是大一些好還是小一些好一些好還是小一些好?1.F合合=Fn=mv2/RFN=mg-Fn=mg-mv2/R2.mg-FN=ma=mv2/R3.牛頓第三定律牛頓第三定律第70頁/共80頁實例實例2.

37、拱形橋拱形橋(問題與練習(xí)問題與練習(xí)3,思考與討論思考與討論,航天器中的失重現(xiàn)航天器中的失重現(xiàn)象象)公路上常有拱形橋公路上常有拱形橋, 汽車過橋時可看成圓周運動汽車過橋時可看成圓周運動.質(zhì)量為質(zhì)量為m=800 kg的小汽車通過拱橋的小汽車通過拱橋,到達(dá)橋頂?shù)乃俣葹榈竭_(dá)橋頂?shù)乃俣葹関,設(shè)橋面的設(shè)橋面的圓弧半徑為圓弧半徑為r=50 m,地球表面的重力加速度地球表面的重力加速度g=10 m/s2.(5)如果拱橋的半徑增大到等于地球半徑如果拱橋的半徑增大到等于地球半徑R=6400 km,汽車要汽車要在橋面上騰空飛行在橋面上騰空飛行,速度速度v為多大為多大?(6)如果汽車如果汽車(航天器航天器)內(nèi)的駕駛員

38、內(nèi)的駕駛員(宇航員宇航員)的質(zhì)量為的質(zhì)量為m0,此時受此時受到的支持力為多大到的支持力為多大?駕駛員有什么感覺駕駛員有什么感覺?(播放視頻播放視頻)第71頁/共80頁實例實例2.拱形橋拱形橋(問題與練習(xí)問題與練習(xí)3,思考與討論思考與討論,航天器中的失重現(xiàn)航天器中的失重現(xiàn)象象)公路上常有拱形橋公路上常有拱形橋, 汽車過橋時可看成圓周運動汽車過橋時可看成圓周運動.質(zhì)量為質(zhì)量為m=800 kg的小汽車通過拱橋的小汽車通過拱橋,到達(dá)橋頂?shù)乃俣葹榈竭_(dá)橋頂?shù)乃俣葹関,設(shè)橋面的設(shè)橋面的圓弧半徑為圓弧半徑為r=50 m,地球表面的重力加速度地球表面的重力加速度g=10 m/s2.(7)如果將拱形橋建成凹形橋如

39、果將拱形橋建成凹形橋,汽車以速度汽車以速度v通過凹形橋的最低通過凹形橋的最低點時點時,對橋的壓力為多大對橋的壓力為多大?(8)你生活中見過凹形橋嗎你生活中見過凹形橋嗎?為什么為什么?(凹形橋是存在的凹形橋是存在的,在過水在過水路面有時需要修建凹形橋路面有時需要修建凹形橋)第72頁/共80頁實例實例3.繩繩(桿桿)模型模型用長為用長為l的輕繩系質(zhì)量為的輕繩系質(zhì)量為m的小球的小球,使其在豎直平面內(nèi)作圓周使其在豎直平面內(nèi)作圓周運動運動,已知重力加速度為已知重力加速度為g.(1)若小球過最高點的速度為若小球過最高點的速度為v,寫出繩對小球拉力寫出繩對小球拉力F的表達(dá)式的表達(dá)式.(2)求小球過圓周最高點的最小速度